KR100614565B1 - 알에프 필터 자동 튜닝 시스템 및 그 방법 - Google Patents

알에프 필터 자동 튜닝 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알에프 필터를 자동으로 튜닝하기 위한 시스템에 있어서, 튜닝하려는 알에프 필터의 파형을 분석하여 출력하는 파형 분석기와, 제어신호에 의해 알에프 필터의 각 튜닝 나사를 풀거나 조이는 튜닝 머신과, 파형 분석기에서 출력되는 파형을 입력받아 미리 설정된 기준 파형과 일치하는 파형이 나오도록 튜닝 머신에 제어신호를 출력하는 시스템 제어기를 포함하며, 알에프 필터를 자동으로 튜닝하기 위해 알에프 필터에 요구되는 타임 도메인 상에서의 필터링 특성 곡선을 미리 저장하는 과정과, 알에프 필터의 필터링 특성 파형을 입력받는 과정과, 입력받은 알에프 필터링 특성 파형의 타임 도메인 상에서 특성 곡선과 미리 저장된 기준 특성 곡선과 비교하는 과정과, 알에프 필터의 타임 도메인 상에서의 특성 곡선과 기준 특성 곡선과 일치하도록 알에프 필터를 튜닝하는 과정을 수행한다.
알에프 필터, 튜닝, 나사, 커플링, 공진, 캐비티 필터

Description

알에프 필터 자동 튜닝 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR AUTOMATICALLY TUNING RADIO FREQUENCY FILTER AND METHOD THEREOF}
도 1a는 일반적인 알에프 필터의 일 예시 구조를 나타낸 전체 사시도, 도 1b는 도 1a 중 일부 절개 사시도, 도 1c는 도 1a 중 일점쇄선 B에 따른 절개 사시도
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 시스템의 개략적인 전체 블록 구성도
도 2b는 도 2a 중 튜닝 머신의 구조를 나타낸 개략적인 사시도
도 3a, 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 공정의 흐름도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 튜닝 작업이 수행되는 알에프 필터의 일 예시 구조도
도 5는 도 4의 알에프 필터에 요구되는 필터링 특성 곡선을 나타낸 그래프
도 6a, 6b, 6c는 도 4의 알에프 필터에서 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 튜닝 작업에 따른 필터링 특성 곡선을 나타낸 그래프
본 발명은 알에프(RF: Radio Frequency) 필터의 제작 공정에 적용될 수 있는 기술로서, 특히 알에프 필터의 튜닝을 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
알에프 필터(디알 필터, 캐비티 필터, 웨이브 가이드 필터 등)는 고주파, 특히 초고주파를 공진하기 위한 일종의 회로통의 구조를 가진다. 일반적인 코일과 콘덴서에 의한 공진회로는 복사손실이 커서 초고주파를 형성하는데 적합지 않다. 이에 알에프 필터는 도체로 둘러싸인 금속성 원통 또는 직육면체의 공동(cavity)을 형성하며 그 내부에서 디알(DR: Dielectric Resonator) 또는 금속 봉을 구비시켜, 고유 주파수의 전자기장만이 존재하게 함으로써, 초고주파의 공진이 가능하게 하는 구조를 가진다.
이러한 알에프 필터는 삽입손실이 적고 고출력에 유리하기 때문에 이동통신 기지국 및 중계기, 방송용 중계기, 위성통신 시스템 등 거의 모든 송수신 통신장비에 적용되며, 이때 듀플렉서(duplexer), 대역통과(bandpass) 필터용으로도 채용된다. 이하 첨부 도면을 참조하여 이러한 알에프 필터의 구성 및 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 일반적인 알에프 필터의 구조를 나타낸 전체 사시도이며, 도 1b는 도 1a 중 일부 절개 사시도, 도 1c는 도 1a 중 일점쇄선 B에 따른 절개 사시도이다. 도 1a ~ 1c를 참조하면, 알에프 필터(100)는 먼저, 몸체를 형성하는 하우징(110) 및 하우징(110)의 상면에 결합되어 내부를 차폐하는 커버(160)를 구비 한다. 하우징(110)의 내부는 격막(130)에 의해 다수(도 1의 예에서는 6개)의 수용공간으로 분할되어 있으며, 각 수용공간에는 원하는 주파수를 공진시켜 통과시키기 위해 중공부가 형성된 디스크형 공진봉(120)(또는 디알)이 장착된다. 하우징(110)의 측면(도 1a의 예에서는 동일 측면)에는 무선 신호를 입출력하기 위한 입출력 커넥터(111, 113)가 설치되며, 각각 해당 설치된 위치의 수용공간에 구비된 디스크형 공진봉(120)과 결합 동선(115)에 의해 연결된다. 격막(130)에는 입력 커넥터(111)가 접속되는 수용공간으로부터 출력 커넥터(113)가 접속되는 수용공간까지 수용공간들을 직렬로 연결시키는 커플링 창(131, 132, 133, 134, 135)이 형성된다.
이러한 하우징(110)의 각 수용공간에 상기 디스크형 공진봉(120)이 장착되면 커버(160)에 의해 하우징(110)의 상단은 밀폐된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 커버(160)와 하우징(110)은 각각의 적절히 대응되는 위치에 다수 형성되는 나사 체결홀(169) 및 체결 탭(180)에 나사(179)가 체결됨에 의해 상호 결합될 수 있다. 상기에서 디스크형 공진봉(120)은 하우징(110)과 별도로 제작되어 장착되는 것으로 설명하였으나 하우징(110)과 일체형으로 제작될 수도 있다.
디스크형 공진봉(120)은 하우징(110)의 저면으로부터 연장되는 공진봉(121)과(이때 공진봉 121을 중심부에서 지탱해 주는 알루미나 지지대가 구비될 수 있다), 공진봉(121)의 상단 외주면을 따라 직경방향으로 연장되는 디스크(122)로 구성된다. 공진 주파수는 용량성 성분과 유도성 성분 즉, 하우징(110), 격막(130), 디스크형 공진봉(120) 및 커버(160) 상호간에 형성되는 커패시턴스 값과 인덕턴스 값에 의해 결정되며, 이에 따라 해당 필터에 요구되는 필터링 특성을 형성하기 위 하여, 하우징(110)의 수용공간의 형상 및 크기, 디스크형 공진봉(120)의 형상, 재질 및 크기 등이 적절히 설계되어진다.
상기와 같이, 하우징(110)의 각 수용공간에 디스크형 공진봉(120)이 장착된 후 커버(160)와 하우징(110)의 결합되어 알에프 필터(100)를 제작하게 되는데, 이후 이러한 제작 과정에서 발생한 오차와 제조부품 상의 오차에 의하여 발생한 에러 부분을 정정하는 작업을 수행한다. 이를 위해 알에프 필터(100)의 상부 커버(160)에는 알에프 필터(100)의 공진 특성 및 커플링 특성을 조절하기 위한 다수의 튜닝 나사(170, 175)가 나사홀(미도시)에 체결되어 설치된다.
튜닝 나사(170, 175)는 디스크형 공진봉(120)과 상응하는 위치에 체결되어 공진 특성 조절에 이용되는 공진 튜닝 나사(170)와, 커플링 창(131 ~ 135)과 상응하는 위치에 체결되어 커플링 특성 조절에 이용되는 커플링 튜닝 나사(175)로 구분할 수 있다. 이러한 튜닝 나사(170, 175)를 조이거나 풀어주는 작업을 통해 해당 공진 특성(즉, 중심주파수) 및 커플링 특성(즉, 주파수 대역)을 조절하게 된다.
상기와 같은 튜닝 나사들을 조이거나 풀어주는 작업은 숙련된 작업자에 의한 수작업으로 이루어진다. 상기 작업자는 해당 알에프 필터의 출력 파형(주파수 도메인 상에서의 필터링 특성 파형)을 별도의 파형 분석기를 통해 확인하면서, 다수의 튜닝 나사들 중 적절한 튜닝 나사를 조이거나 풀게 된다. 이때, 각 튜닝 나사의 조절시 해당 조절 부위의 변량은 다른 부위들에도 상호 영향을 주게 되므로, 다수의 튜닝 나사들을 조절하여 전체 알에프 필터의 필터링 특성을 튜닝하는 작업은 작업자의 직감에 많이 의존하였으며 작업자에게 많은 경험을 요구하였다. 더욱이 작업 자가 일일이 수동으로 튜닝 나사를 조절하였으므로 각각의 제품의 특성이 일률적이지 못하고 작업시간이 많이 소요되었다. 이러한 알에프 필터의 튜닝 작업에 필요한 인적 자원 및 튜닝 작업에 요구되는 많은 시간은 알에프 필터의 제조비용을 증가시키고 수율을 떨어뜨리는데 한 원인이 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 자동으로 알에프 필터를 튜닝하며 알에프 필터의 수율을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 자동 튜닝 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 자동으로 알에프 필터를 튜닝하며 각 제품의 특성이 일률적일 수 있도록 하기 위한 자동 튜닝 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 특징은 알에프 필터를 자동으로 튜닝하기 위한 시스템에 있어서, 튜닝하려는 알에프 필터의 파형을 분석하여 출력하는 파형 분석기와, 제어신호에 의해 알에프 필터의 각 튜닝 나사를 풀거나 조이는 튜닝 머신과, 파형 분석기에서 출력되는 파형을 입력받아 미리 설정된 기준 파형과 일치하는 파형이 나오도록 튜닝 머신에 상기 제어신호를 출력하는 시스템 제어기를 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 알에프 필터를 자동으로 튜닝하기 위한 방법에 있어서, 알에프 필터에 요구되는 타임 도메인 상에서의 필터링 특성 곡선을 미리 저장하는 과정과, 튜닝하려는 알에프 필터의 필터링 특성 파형을 입력받는 과정과, 입 력받은 알에프 필터링 특성 파형의 타임 도메인 상에서 특성 곡선과 미리 저장된 기준 특성 곡선과 비교하는 과정과, 알에프 필터의 타임 도메인 상에서의 특성 곡선과 기준 특성 곡선과 일치하도록 알에프 필터를 튜닝하는 과정을 포함한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 알에프 필터의 구조와 튜닝 과정에 대해 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 시스템의 개략적인 전체 블록 구성도이며, 도 2b는 도 2a 중 튜닝 머신(240)의 구조를 나타낸 개략적인 사시도로서 설명의 편의를 위해 그 형상이 다소 과장되었다. 먼저, 도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 시스템은 튜닝하려는 알에프 필터(400)의 파형을 분석하여 출력하는 파형 분석기(220)와, 제어신호에 의해 알에프 필터(400)의 각 튜닝 나사를 풀거나 조이는 튜닝 머신(240)과, 상기 파형 분석기(220)에서 출력되는 파형을 입력받아 미리 설정된 기준 파형과 일치하는 파형이 나오도록 상기 튜닝 머신(240)에 제어신호를 출력하는 시스템 제어기(210)를 포함한다. 도 2a에 도시된 예에서는 시스템 제어기(210)의 제어하에 튜닝하려는 알에프 필터(400)의 적절한 입출력 커넥터의 신호 경로를 적절히 스위칭하여 해당 입출력 신호를 파형 분석기(220)에 제공하는 스위치 박스(230)와, 파형 분석기(220)에서 분석한 파형을 인쇄하기 위한 프린터(250)를 더 구비함이 도시되고 있다.
상기 같은 구성을 가지는 알에프 필터 자동 튜닝 시스템에서, 시스템 제어기(210)는 파형 분석기(220)가 튜닝하려는 알에프 필터(400)에서 읽어들인 타임 도메인(time domain) 상에서 필터링 특성 데이터를 미리 저장된 골든 필터(golden filter)의 필터링 특성 데이터와 비교하게 된다. 이러한 비교시 시스템 제어기(210)는 알에프 필터(400)의 타임 도메인 상에서의 필터링 특성 데이터가 상기 골든 필터의 필터링 특성 데이터와 일치하도록 미리 설정된 튜닝 알고리즘에 의해 튜닝 머신(240)을 동작시켜 알에프 필터(400)의 튜닝 동작을 수행한다.
이하 상기 알에프 필터 자동 튜닝 시스템의 구성 및 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 시스템 제어기(210)는 개인용 컴퓨터로 구성될 수 있으며, 'Pentium3' 500MHz 동등이상 기종을 사용하여 제작할 수 있다. 이러한 시스템 제어기(210)는 본 발명의 특징에 따라 파형 분석기(220)와, 스위치 박스(230) 및 튜닝 머신(240)과 통신하고 튜닝 머신(240)을 제어하여 알에프 필터(400)를 튜닝하는 프로그램이 미리 설치된다. 도 2a의 예에서 시스템 제어기(210)는 스위치 박스(230) 및 튜닝 머신(240)과 RS-232C 통신 방식으로 통신하게 되는데, 이때 9핀 D-서브 커넥터(9 pin D-sub connector)로 연결되며, COM1, COM2 통신 포트를 통해 각 스위치 박스(230) 및 튜닝 머신(240)을 제어하게 된다. 또한 시스템 제어기(210)는 파형 분석기(220)와 GPIB(General Purpose Interface Bus) 케이블로 연결될 수 있으며, 병렬 포트를 통해 안정적으로 통신을 수행한다.
파형 분석기(220)는 애질런트 테크놀로지스(Agilent technologies) 사의 8753ES 동등 이상의 기종으로 구성할 수 있으며, 알에프 필터(400)의 출력 신호를 타임 도메인 상에서 분석할 수 있는 기능(옵션 010 모드)이 내장된다.
도 2b를 참조하면, 튜닝 머신(240)은 시스템 제어기(210)의 제어 신호에 따른 좌표 상으로 이동하여 튜닝하려는 알에프 필터(400)의 튜닝 나사의 위치로 이동할 수 있는 X, Y, Z축 로봇(242)과, 알에프 필터(400)의 튜닝 나사를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 툴(244) 부분을 포함하는 모션 제어기와, 알에프 필터(400)를 고정하는 베이스판(246) 및 기타 기구 구조물 등으로 구성된다. 이때 상기 알에프 필터(400)의 튜닝 나사는 도 2b에서 일점쇄선으로 표시된 원내에 확대 도시된 바와 같이, 상부에 일반적인 나사의 구조가 아니라, 다각형(바람직하게는 육각형)의 홈의 구조를 갖는다. 또한 상기 튜닝 머신(240)의 툴(244) 부분에는 상기와 같은 알에프 필터(400)의 튜닝 나사의 다각형(육각형) 홈에 적절히 결합되는 형식으로 삽입되는 다각형(육각형) 렌치(245)가 구비되며, 이러한 육각형 렌치(245)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전함에 의해 해당 튜닝 나사가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하도록 한다. 도 2b에서 일점쇄선으로 표시된 또다른 원내에는 확대 도시된 바를 참조하면, 상기 다각형 렌치(245)가 육각형 구조를 알 수 있다.
상기에서 튜닝하려는 각각의 알에프 필터(400)는 튜닝 머신(240)의 베이스판(246)에서 미리 설정된 정확한 위치에 진공 패드(247) 등에 의해 고정되게 안착된다. 그리고 이러한 위치에 안착되는 각각의 알에프 필터(400)에 대한 정보, 특히 각각의 튜닝 나사의 위치에 대한 정보는 도 2a에 도시된 시스템 제어기(210)에 미리 저장되며, 시스템 제어기(210)는 이러한 튜닝 나사의 위치에 대한 정보를 바탕으로 튜닝 머신(240)을 제어하게 된다.
상기 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 본 발명의 특징에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 시스템이 구성될 수 있으며, 상기의 구성외에도 시스템 제어기(210), 스위치 박스(230), 파형 분석기(220) 및 튜닝 머신(240) 등에 동작 전원을 공급하는 전원부(미도시) 등이 더 구비될 수 있다. 이러한 알에프 필터 자동 튜닝 시스템에서 시스템 제어기(210)는 튜닝 머신(240)을 제어하여, 튜닝 머신(240)이 튜닝하려는 알에프 필터(400)에서 각 튜닝 나사의 육각 홈 위치를 적절히 설정된 순서에 따라 찾도록 하고, 툴(244)의 육각 렌치(245)를 해당 찾은 튜닝 나사의 육각 홈에 삽입되도록 한다. 이후 시스템 제어기(210)는 튜닝 머신(240)의 툴(244)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 해당 튜닝 나사를 조이거나 풀도록 제어하여, 현재 튜닝하고 있는 알에프 필터(400)의 특성 파형이 미리 저장된 골든 필터의 특성 파형과 일치하도록 한다. 이러한 과정을 통해 알에프 필터(400)의 튜닝 작업이 이루어지며, 이러한 튜닝 작업후 작업자는 파형 분석기(220)를 통해 주파수 도메인 상에서 해당 알에프 필터(400)의 전기적 특성 검사를 검사하고 제품 조정 과정을 마치게 된다. 이하 첨부 도면을 참조하여 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 특징에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 시스템의 튜닝 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3a, 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 공정의 흐름도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 튜닝 작업이 수행되는 알에프 필터(400)의 일 예시 구조도이다. 먼저, 도 4를 참조하여, 튜닝 작업이 수행되는 일 예시 알에프 필터(400)의 구조를 살펴보면, 알에프 필터(400)는 6개의 디스크형 공진봉(420)(또는 디알)이 6개의 직렬로 배치된 수용공간에 각각 설치된 구조를 가지고 있다. 또한 알에프 필터(400) 양 끝단의 수용공간 외측(즉 하우징의 외부)에는 제1, 제2커넥터(411, 413)가 설치되며, 각각 해당 설치된 위치의 수용공간에 구비된 디스크형 공진봉(420)과 결합동선에 의해 연결된다. 이러한 알에프 필터(400)의 상부 커버에는 다수의 튜닝 나사(170, 175)가 설치되는데, 튜닝 나사(170, 175)는 디스크형 공진봉(420)과 상응하는 위치에 각각 체결되는 공진 튜닝 나사(170)와, 각 수용공간 사이에 마련된 커플링 창과 상응하는 위치에 체결되는 커플링 튜닝 나사(175)로 구분한다. 도 4에 도시된 예에서 공진 튜닝 나사(170)는 총 6개이며 커플링 튜닝 나사(175)는 총 5개이다. 한편, 도 4의 점선으로 표시된 원에서는 튜닝 나사(170, 175)의 상부에 육각 홈이 구비됨이 도시되고 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 알에프 필터(400)의 가운데 지점('라'지점)을 중심으로 제1커넥터(411)측에서 직렬로 연결되는 3개의 수용공간 부분과, 제2커넥터(413)측에서 직렬로 연결되는 3개의 수용공간 부분을 구분하여 필터링 특성을 분석하게 되는데, 상기 제1, 제2커넥터(411, 413)측으로 나누는 각 부분을 각각 S11단, S22단이라 칭하기로 한다. S11단에서는 제1커넥터(411)와 커플링되는 '가'지점과, 각 튜닝 나사(170, 175)가 설치된 지점, 즉 커플링 창에 순차적으로 대응 되는 지점인 '나', '다', '라' 지점과, 각 디스크형 공진봉(420)에 순차적으로 대응되는 지점인 '1', '2', '3'지점에서 각각 파형 분석 및 튜닝이 이루어진다. 또한 마찬가지로 S22단에서는 제2커넥터(413)와 커플링되는 'A' 지점과, 각 튜닝 나사(170, 175)가 설치된 지점, 즉 커플링 창에 순차적으로 대응되는 지점인 'B', 'C' 지점과, 각 디스크형 공진봉(420)에 순차적으로 대응되는 지점인 'Ⅰ', 'Ⅱ', 'Ⅲ'지점에서 각각 파형 분석 및 튜닝이 이루어진다.
도 5에서는 알에프 필터(400)에 요구되는 필터링 특성, 즉 골든 필터의 필터링 특성 곡선이 도시되고 있는데, 도 5의 (a), (b)에는 타임 도메인 상에서의 S11단 및 S22단에서의 필터링 특성 곡선이 각각 도시되고 있다. 이러한 골든 필터의 필터링 특성에 대한 데이터는 상기한 바와 같이 시스템 제어기(210)에 미리 제공되어 저장된다. 도 5의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, S11단 및 S22단에서 각 지점들이 타임 도메인 상에서의 필터링 특성 곡선의 마루와 골 부분에 순차적으로 대응됨을 볼 수 있다. 즉 S11단의 가, 나, 다, 라 지점과, 1, 2, 3 지점은 도 5 (a)의 필터링 특성 곡선의 마루 부분 및 골 부분에 각각 순차적으로 대응되며, S22단의 A, B, C 지점과, Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 지점은 도 5 (b)의 필터링 특성 곡선의 마루 부분 및 골 부분에 각각 순차적으로 대응된다. 이에 따라 각 튜닝하려는 알에프 필터(400)의 필터링 특성 곡선을 상기 도 5의 (a), (b)에 도시된 특성 곡선과 비교하여 각 지점별로 특성 곡선이 일치하도록 해당 지점의 튜닝 나사(170, 175)를 조이거나 풀어줌으로써, 전체적으로 특성 곡선이 일치하도록 한다. 이와 같이, 알에프 필터(400)의 필터링 특성 곡선을 타임 도메인 상에서 분석함으로써 각각의 튜닝 나사(170, 175) 의 해당 튜닝 지점별로 정확한 튜닝이 가능하게 된다.
도 3a, 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 공정은 크게 알에프 필터(400)를 정해진 단계에 따라 1차적으로 튜닝하는 1차 튜닝 과정(310과정)과, 1차 튜닝 과정(310과정) 이후에 주파수 도메인 상에서 S11단 및 S22단의 상태를 점검하여 정상 및 불량 상태를 판단하는 1차 점검 과정(320과정)과, 1차 점점 과정(320과정) 결과 불량으로 판단되면 알에프 필터(400)를 정해진 단계에 따라 다시 튜닝하는 2차 튜닝 과정(330과정)과, 2차 튜닝 과정(330과정)이후에 최종적으로 튜닝하는 최종 튜닝 과정(340과정)과, 최종 튜닝 과정(340과정) 이후에 주파수 도메인 상에서 S11단 및 S22단의 상태를 점검하여 정상 및 불량 상태를 판단하는 2차 점검 과정(350과정)으로 이루어진다.
1차 튜닝 과정(310과정)에서는 먼저 312단계에서 S11단의 공진 부분의 튜닝 동작을 수행하며, 이후 314단계에서 S22단의 공진 부분의 튜닝 동작을 수행한다. 이러한 공진 부분의 튜닝 동작은 미리 설정된 골든 필터의 필터링 특성 곡선과 해당 튜닝하는 알에프 필터(400)의 필터링 특성 곡선이 일치하도록 S11단의 1, 2, 3 지점과, S22단의 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 지점의 각 공진 튜닝 나사(170)를 순차적으로 조이거나 풀어줌으로 이루어진다. 이후 316단계에서 S11단의 커플링 부분의 튜닝 동작을 수행하며, 이후 318단계에서는 S22단의 커플링 부분의 튜닝 동작을 수행한다. 이러한 커플링 부분의 튜닝 동작은 골든 필터의 필터링 특성 곡선과 튜닝하는 알에프 필터(400)의 필터링 특성 곡선이 일치하도록 S11단의 나, 다, 라 지점과, S22단의 B, C 지점의 필터링 튜닝 나사(175)를 순차적으로 조이거나 풀어줌으로서 이루어진 다.
이러한 튜닝 동작을 도 6a, 6b, 6c를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 6a, 6b, 6c에는 튜닝하는 알에프 필터(400)의 특성 곡선이 도시되고 있는데, 각 도 6a, 6b, 6c의 (a)에는 주파수 도메인 상에서 특성 곡선이, (b) 및 (c)에는 타임 도메인 상에서 S11단 및 S22단에서의 특성 곡선이 도시되고 있다. 또한 각 도 6a, 6b, 6c의 (a), (b), (c)에서 실선으로 표시된 특성 곡선은 골든 필터의 필터링 특성 곡선이며, 점선으로 표시된 특성 곡선은 튜닝하려는 알에프 필터(400)의 특성 곡선이다.
먼저 6a에는 튜닝이 되지 않은 알에프 필터(400)의 특성 곡선이 도시되고 있는데, 도시된 바와 같이, 튜닝이 되지 않은 알에프 필터(400)의 특성 곡선은 골든 필터의 필터링 특성 곡선과 상당량 불일치함을 볼 수 있다. 이러한 상태에서 상기 특성 곡선과의 불일치 부분이 일치되도록 상기 312단계 및 314단계를 수행하여 S11단 및 S22단의 공진 부분의 튜닝을 수행하면, 바람직한 경우에 알에프 필터(400)의 특성 곡선은 도 6b에 도시된 바와 같을 수 있다.
도 6b에는 공진 부분이 튜닝된 알에프 필터(400)의 특성 곡선이 도시되고 있는데, 도 6b의 (b), (c)에 도시된 바와 같이 특성 파형들이 마루 부분에서 일치됨을 볼 수 있으며, 도 6b의 (a)에 점선으로 도시된 주파수 도메인 상에서의 튜닝하는 알에프 필터(400)의 특성 곡선도 도 6a에 도시된 상태보다는 좀더 골든 필터의 특성 곡선과 유사해짐을 볼 수 있다.
도 6c에는 상기 공진 부분의 튜닝 후 상기 316, 318단계를 수행하여 S11단 및 S22단의 커플링 부분의 튜닝이 이루어진 알에프 필터(400)의 바람직한 경우의 특성 곡선이 도시되고 있다. 도 6c의 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 특성 파형들이 마루와 골 부분에서 모두 일치함을 볼 수 있으며, 이에 따라 도 6c의 (a)에 도시된 바와 같이 주파수 도메인 상에서의 특성 곡선들도 거의 일치함을 볼 수 있다.
다시 도 3a, 3b를 참조하면, 상기와 같은 1차 튜닝 과정(310)단계의 수행 후, 주파수 도메인 상에서 S11단 및 S22단의 상태를 점검하여 정상 및 불량 상태를 판단하는 1차 점검 과정(320과정)을 수행하는데, 이때 물론 주파수 도메인 상에서의 골든 필터와 튜닝하는 알에프 필터(400)의 특성 곡선의 일치 상태를 확인함으로써, 정상 및 불량을 판단하게 된다. 이러한 1차 점검 과정(320과정) 결과 불량으로 판단될 경우에 수행하는 2차 튜닝 과정(330과정)은 먼저, 먼저 332단계에서 S11단의 공진 및 커플링 부분의 튜닝 동작을 수행하며, 이후 334단계에서 S22단의 공진 및 커플링 부분의 튜닝 동작을 수행한다. 상기 332 및 334단계에서의 튜닝 동작시에는 도 3b에 도시된 바와 같이, S11단의 1-2-나-3-다-라-나-1-2-3 지점의 순서로, 또한 S22단의 Ⅰ-Ⅱ-B-Ⅲ-C-B-Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ 지점의 순서로 해당 지점의 튜닝 나사(170, 175)를 조이거나 풀어준다.
이후 336단계에서 S11단의 공진 및 커플링 부분을 재튜닝하며, 이후 338단계에서 S22단의 공진 및 커플링 부분을 재튜닝한다. 상기 336 및 338단계에서의 튜닝 동작시에는 도 3b에 도시된 바와 같이, S11단의 1-나-2-다-3-라-1-2-3 지점의 순서로, 또한 S22단의 Ⅰ-B-Ⅱ-C-Ⅲ-Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ 지점의 순서로 해당 지점의 튜닝 나사(170, 175)를 조이거나 풀어준다.
이러한, 2차 튜닝 과정(330과정)이후에는 최종 튜닝 과정(340)을 수행하는데, 먼저 342단계에서 S11단의 1-2-3 지점의 순서로 해당 지점의 튜닝 나사(170, 175)를 조이거나 풀어주어 공진 부분을 튜닝하며, 이후 348단계에서 S22단의 Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ 지점의 순서로 해당 지점의 튜닝 나사(170, 175)를 조이거나 풀어주어 공진 부분을 튜닝한다.
이러한 최종 튜닝 과정(340과정) 이후에 주파수 도메인 상에서 S11단 및 S22단의 상태를 점검하여 정상 및 불량 상태를 판단하는 2차 점검 과정(350과정을 수행하는데, 이때 불량으로 판단될 경우에 상기 2차 튜닝 과정(330과정) 및 최종 튜닝 과정(340과정)을 다시 반복 수행하여 다시 튜닝하여볼 수도 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 시스템의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 방식은 자동으로 알에프 필터를 튜닝하여 인적 자원을 절약함과 아울러 작업시간을 향상시키므로, 알에프 필터의 제조비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 방식에 의해 생산된 제품은 복 제된 제품과 같이 일률적인 특성을 보이므로 최소 최적의 상태에 골든 필터의 제작으로 동일한 특성의 제품을 대량으로 생산할 수 있다.
그리고 종래의 방식에 따르며, 제조 인적 자원의 교육 및 경험이 요구되므로 단기간의 생산 용량 증대가 어려우나, 본 발명에 따른 알에프 필터 자동 튜닝 방식은 설비(튜닝 머신, 제어기, 파형분석기 등)의 증대만으로도 제조 생산 용량을 단기간에 증가시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 알에프 필터를 자동으로 튜닝하기 위한 시스템에 있어서,
    튜닝하려는 알에프 필터의 파형을 분석하여 출력하는 파형 분석기와,
    제어신호에 의해 상기 알에프 필터의 각 튜닝 나사를 풀거나 조이는 튜닝 머신과,
    상기 파형 분석기에서 출력되는 파형을 입력받아 미리 설정된 기준 파형과 일치하는 파형이 나오도록 상기 튜닝 머신에 상기 제어신호를 출력하는 시스템 제어기를 포함함을 특징으로 하며,
    상기 시스템 제어기의 제어하에 상기 알에프 필터의 입출력 커넥터의 신호 경로를 스위칭하여 해당 입출력 신호를 상기 파형 분석기에 제공하는 스위치 박스를 더 포함함을 특징으로 하는 시스템.
  3. 알에프 필터를 자동으로 튜닝하기 위한 시스템에 있어서,
    튜닝하려는 알에프 필터의 파형을 분석하여 출력하는 파형 분석기와,
    제어신호에 의해 상기 알에프 필터의 각 튜닝 나사를 풀거나 조이는 튜닝 머신과,
    상기 파형 분석기에서 출력되는 파형을 입력받아 미리 설정된 기준 파형과 일치하는 파형이 나오도록 상기 튜닝 머신에 상기 제어신호를 출력하는 시스템 제어기를 포함하며,
    상기 튜닝 머신은 상기 시스템 제어기의 상기 제어신호에 따른 좌표 상으로 이동하여 상기 알에프 필터의 튜닝 나사의 위치로 이동할 수 있는 X, Y, Z축 로봇과, 상기 알에프 필터의 튜닝 나사를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 툴 부분을 포함하는 모션 제어기와, 상기 알에프 필터를 고정하는 베이스판 및 기구 구조물을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 시스템.
  4. 알에프 필터를 자동으로 튜닝하기 위한 시스템에 있어서,
    튜닝하려는 알에프 필터의 파형을 분석하여 출력하는 파형 분석기와,
    제어신호에 의해 상기 알에프 필터의 각 튜닝 나사를 풀거나 조이는 튜닝 머신과,
    상기 파형 분석기에서 출력되는 파형을 입력받아 미리 설정된 기준 파형과 일치하는 파형이 나오도록 상기 튜닝 머신에 상기 제어신호를 출력하는 시스템 제어기를 포함함을 특징으로 하며,
    상기 알에프 필터의 튜닝 나사는 상부에 다각형 홈의 구조를 가지며, 상기 튜닝 머신의 툴 부분에 상기 튜닝 나사의 다각형 홈에 결합되는 형식으로 삽입되는 다각형 렌치가 구비되며, 상기 다각형 렌치의 회전에 의해 상기 튜닝 나사를 회전시킴을 특징으로 하는 시스템.
  5. 삭제
  6. 알에프 필터를 자동으로 튜닝하기 위한 방법에 있어서,
    알에프 필터에 요구되는 타임 도메인 상에서의 필터링 특성 곡선을 미리 저장하는 과정과,
    튜닝하려는 알에프 필터의 필터링 특성 파형을 입력받는 과정과,
    상기 입력받은 알에프 필터링 특성 파형의 타임 도메인 상에서 특성 곡선과 상기 미리 저장된 기준 특성 곡선과 비교하는 과정과,
    상기 알에프 필터의 타임 도메인 상에서의 특성 곡선과 미리 저장된 기준 특성 곡선과 일치하도록 상기 알에프 필터를 튜닝하는 과정을 포함함을 특징으로 하며,
    상기 알에프 필터의 타임 도메인 상에서의 특성 곡선과 미리 설정된 기준 특성 곡선과 일치하도록 상기 알에프 필터를 튜닝하는 과정은 양 특성 곡선의 골과 마루가 일치하도록 상기 알에프 필터에서 해당 알에프 필터의 타임 도메인 상에서의 특성 곡선의 골과 마루에 영향을 미치는 튜닝 나사들을 풀거나 조이는 동작임을 특징으로 하는 방법.
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